帶電粒子在電場中的運動課件

帶電粒子在電場中的運動課件第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日帶電粒子在勻強電場中運動狀態(tài)：勻變速直線運動—加速、減速勻變速曲線運動—偏轉(zhuǎn)1.平衡（F合=0）2.勻變速運動（F合≠0）靜止勻速直線運動可能是第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日１、動力學(xué)方法：一、帶電粒子在電場中的加速ABUdE+Fv由牛頓第二定律：由運動學(xué)公式：初速度不為零呢？只適用于勻強電場第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日2、動能定理：ABUdE+v由動能定理：也適用于非勻強電場一、帶電粒子在電場中的加速第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日4、如圖所示的電場中有A、B兩點，A、B的電勢差UAB＝100V，一個質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點運動到B點，求粒子到達B點時的速率。（不計粒子重力）例與練A-v0Bq為負第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日1、如圖所示，A、B為平行金屬板電容器，兩板間的距離為d，在A板的缺口的正上方距離為h的P處，有一靜止的、質(zhì)量為m、帶電量為+q的液滴由靜止開始自由落下，若要使液滴不落在B板上，兩板間場強至少為多大？兩板間的電壓U至少為多大？

例與練mgmgqE對全過程由動能定理：第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)如圖所示，在真空中有一對平行金屬板A、B，板間距離為d，板長為L,兩板間加以電壓U?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q的粒子以初速度vo垂直場強方向射入電場。求：（1）粒子在電場中的運動時間（2）粒子射出電場時速度的偏向角tgΦ=？：（3）粒子射出電場時的側(cè)向位移y=？

第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++++Uv0q、m第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)類平拋運動與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運動第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日粒子在偏轉(zhuǎn)電場做類平拋運動的

運動規(guī)律

(1)垂直場強方向,速度vx=v0,位移x=v0t

(2)沿電場力方向:速度vy=at=偏轉(zhuǎn)位移

(3)偏轉(zhuǎn)角度

第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日重要的結(jié)論1、以相同初速度進入同一偏轉(zhuǎn)電場的帶電粒子，偏轉(zhuǎn)位移y和偏轉(zhuǎn)角θ，與比荷q/m成正比2、以相同初動能進入同一偏轉(zhuǎn)電場的帶電粒子，不管m是否相同，則偏轉(zhuǎn)位移y和偏轉(zhuǎn)角θ，與所帶電荷量q成正比3、帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的速度方向的反向延長線，平分帶電粒子沿初速度方向的位移第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日2、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從水平位移的中點出發(fā)沿直線離開電場的。

例與練θx第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日++++++------θvv0vyy+_U1U2v0L-qm三、先加速再偏轉(zhuǎn)第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日結(jié)論4、不同的帶電粒子經(jīng)同一加速電場（即加速電壓相同），和偏轉(zhuǎn)電場，則偏轉(zhuǎn)位移y和偏轉(zhuǎn)角θ都相同第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日12、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進入兩板，A、B板間距為d、長度為L，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。例與練四、先加速再偏轉(zhuǎn)，再勻速第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ對加速過程由動能定理：第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日13、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L＝10cm，間距d＝2cm，當(dāng)AB間電壓在

范圍內(nèi)時，此帶電粒子能從板間飛出。例與練v0+++++-----第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日v0+++++-----θ析與解對偏轉(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日14、初速度為2×107m/s的電子沿平行金屬板間的中心線射入板中，板長為30cm，相距為4cm，在兩板間加上如圖所示的正弦交變電壓。已知電子的質(zhì)量為9×10-31Kg，電量為1.6×10-19C，不計電子重力，求：要使所有的電子都能離開電場，圖中電壓的最大值U0需滿足什么條件？例與練第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日可認(rèn)為在t時間內(nèi)電場不變設(shè)電子在兩板間的運動時間為t設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U0時進入板間析與解第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日

帶電粒子在交變電場中的運動在兩個相互平行的金屬板間加交變電壓時，在兩板間便可獲得交變電場。此類電場從空間看是勻強電場，即同一時刻，電場中各個位置處電場強度的大小、方向都相同；從時間上看是變化的，即電場強度的大小、方向都可隨時間變化。研究帶電粒子在這種交變電場中的運動，關(guān)鍵是根據(jù)電場變化的特點，正確地判斷粒子的運動情況。當(dāng)帶電粒子通過電場的時間遠遠小于電場變化的周期時，可認(rèn)為電場強度的大小、方向都不變。小結(jié)第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理1、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向上偏移第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理1、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y’的電勢比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向下偏移第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理1、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X的電勢比X’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向里偏移第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理1、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向外偏移第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理2、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏移第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理2、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏移第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理3、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX’之間加不變電壓，使X的電勢比X’高，在熒光屏上會看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理3、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX’之間加不變電壓，使X的電勢比X’高，在熒光屏上會看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理3、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢比X高，在熒光屏上會看到什么圖形？電子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏第三十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、示波管的原理4、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，